第五章植物的胚胎培养及离体.pptVIP

第五章

植物的胚胎培养及离体授粉胚胎培养的内容及概念植物胚胎培养（Embryoculture）是指胚和胚器官（子房、胚珠）在离体条件下培养发育成完整植株的技术。植物胚胎培养包括：胚培养、胚珠培养、胚乳培养、子房培养、试管受精1）胚培养√成熟胚培养：将受精后果实或种子，药剂灭菌后，剥出种胚于培养基上，使裸露的胚在人工控制条件下发育成植株。√幼胚培养：将授粉后子房剥离消毒，再将胚龄处于原胚期、球形期、心形期、早鱼雷期的幼胚从胚珠中剥出，在人工控制条件下，发育成为一棵完整的植物体。2）胚乳培养指处于细胞期胚乳的离体培养,使之分化发育为完整植株。3）胚珠培养:是将授粉的子房在无菌的条件下解剖后，取出胚珠置于培养基上培养形成幼苗的技术√未受精的胚珠培养，目的是为试管受精提供雌配子体。√受精后的胚珠培养，胚珠内胚的发育处于早期阶段，从两个细胞的原胚开始到球形胚阶段。4）子房培养是指将子房从母体上分离下来，放在人工配制的培养基上，使其进一步生长发育成为幼苗的过程。胚珠和子房培养又分为受精前和受精后的培养。5）试管受精指培养未受精的胚珠并在试管内撒播花粉，使其受精形成具有活力的种子。Hanning(1904)最早在无菌条件下进行十字花科辣根菜、萝卜成熟胚培养获得成功。Laibach(1925，1929)用宿根亚麻×奥地利亚麻（Linumperenne×L.austriacum）胚培养，得到了杂种植物。因为在远缘杂交的组合中，植物所结的种子发育不良，不能萌发。可将胚置于人工培养基上培养成功。在高等植物种间或属间远缘杂交时的问题:①受精前障碍:由于不亲和性，常常还会发生花粉不能在异种植物柱头上萌发或花粉管生长受到抑制不能进入子房。——离体授粉受精②受精后障碍:即使受精，由于胚和胚乳之间的不亲和性，造成胚乳发育不良，或杂种不能发育成熟，使胚在早期败育。——胚培养，有可能获得杂种植株。第一节植物胚培养一、胚培养类型两类:成熟胚培养与幼胚培养成熟胚一般在比较简单的培养基上就能萌发生长，成熟胚生长依赖胚乳、子叶的贮藏营养，对培养基的要求简单。只要提供合适的生长条件以及打破休眠，即可萌发成幼苗。成熟胚培养技术要求不严格，将受精后的果实或种子（带种皮），表面消毒后，剥取种胚,接种于培养基上，即可发育成为一个完整的植物体。幼胚指尚未成熟（发育早期）的胚。在离体培养时比成熟胚培养困难，要求的技术和条件较高。幼胚离体培养中的生长方式（三种）：胚性发育：继续进行正常的胚胎发育，维持胚性生长，形成成熟胚（类似种子）再按种子萌发途径出苗形成完整植株（一个胚只形成一个植株）。早熟萌发（Precociousgermination）:是在培养后迅速萌发为幼苗，不继续进行胚性生长，越过正常胚发育阶段，在未达到生理和形成成熟胚的情况下，萌发长成幼苗。（早熟萌发形成的幼苗往往畸形瘦弱，甚至引起死亡。）形成愈伤组织：多数情况下，幼胚在离体培养中首先细胞分裂形成愈伤组织，再分化形成植株。（为胚性愈伤组织，易形成植株）二、培养方法远缘杂交中离体胚的培养主要是培养幼胚，幼胚培养技术在育种中更为重要。幼胚离体培养中，维持培养的胚胎进行正常的胚性生长，是胚培养的关键问题。幼胚（未成熟胚）一般不能像成熟胚一样在简单培养基上生长，它们比成熟胚对营养的需要更为复杂，为了使不能产生杂种的远缘杂交中获得杂种，主要是改良培养基，使离体幼胚能沿着胚珠内胚胎发生的途径发育（维持胚性生长）。胚培养研究最多的是荠菜和大麦这两种被子植物，此外在曼陀罗属、柑桔属和菜豆属中，也进行了大量工作。胚胎发育过程分为两个时期（根据胚对营养的需要）：①异养期（heterotrophyperiod），即在胚发育早期，幼胚由胚乳及周围的组织提供养分。②自养期(autotrophyperiod)，胚在代谢上已经能在基本的无机盐和蔗糖的合成培养基上生长，在营养上已相当独立。幼胚培养不同时期对培养基要求不一样，异养期培养基成分复杂，自养期则相对简单。2、胚乳看护培养Ziebur等(1951)报道，在进行大麦未成熟胚离体培养时，培养基上存在来自同一物种另一种子的离体胚乳，对胚的生长有明显的促进作用。谷类胚胎嫁接的研究发现，当大麦胚移植到小麦的胚乳上时，比在大麦胚乳上生长更好。Kruse(1974)在某些属间杂交中，若把未成熟的杂种胚放在事先培养的大麦胚乳上培养，能显著提高获得杂种植株的频率。大麦（Hordeumvulgare）×黑麦(Secalecereale)属间杂交，采用这种方法有30%～40%